基于G代码修改的数控机床几何误差补偿方法

为减小数控机床的空间运动定位误差,研究了一种基于G代码修改的几何误差补偿方法。以多体系统理论为基础,构建起多轴数控机床的通用误差模型,并据此建立了三轴数控机床空间误差模型。提出三维空间内任意直线轨迹的直线插补补偿算法和可提高圆心位置精度的平面内圆弧插补补偿算法,且这2种补偿算法都可分别设定不同的插补精度。采用修改G代码方式实现补偿方法的通用性,在XZOY型三轴数控机床上开展了误差补偿实验,验证了其有效性。

加工中心快速可靠性试验关键技术研究

为了准确评价加工中心的可靠性,以KVC 1400B型三轴加工中心为研究对象,对其快速可靠性试验关键技术进行研究。首先,基于加工中心故障统计与加工中心故障机理分析确定了加工中心快速可靠性试验总体方案;其次,对加工中心可靠性试验项目及流程与条件及方法进行了明确,并实现了加工中心可靠性试验系统构架搭建与方案设计;最后,在样机上进行了一系列的加载试验,通过对现场试验故障数据与以往故障数据的比对分析验证了文中加工中心快速可靠性试验技术的可行性和准确性。

基于干涉原理的机床摆动式回转轴位置精度测量

摆动式回转轴线的角位置精度是五轴机床的关键精度参数之一,由于机床结构限制,采用传统的测量方法很难实现高效、准确的测量。以雷尼绍的带分度工作台的激光角度干涉仪为研究对象,在分析回转轴转角误差干涉法测量原理的基础上,采用同步控制回转轴及线性轴的运动方式,对其应用到摆动式回转轴角位置精度测量的工作原理及测量过程的关键技术进行了详细探讨,获得了典型摆动式回转轴位置精度测量过程中的运动关系模型。在某车铣复合中心的B轴上进行实验,并分析影响测量精度的主要因素,提出了控制措施的建议。结果表明该方法可作为通用方法,推广至其他同类型的激光角度干涉仪,用于测量多种结构五轴机床的回转轴角位置精度,可大幅度提高测量的便携性和高效性。

基于GB/T 23567系列标准的加工中心快速可靠性试验系统研制

针对加工中心快速可靠性试验中加载手段不足的问题,基于GB/T 23567系列标准对加工中心快速可靠性试验系统进行功能分析与设计,构建基于模拟工况的轴向加载装置与主轴加载装置,实现轴线载荷加载控制以及主轴扭矩加载控制。使用该系统对样品开展一系列加载试验,通过对比分析可靠性指标,验证了该可靠性试验系统的功能。研究结果为提高行业数控加工中心可靠性试验和检测能力提供支撑。

数控机床反向间隙检测与补偿

作为数控机床的重要性能指标,定位精度高低直接影响数控机床的性能品质。快速、准确地进行反向间隙的检测、补偿是提高数控机床定位精度的关键步骤之一。本文就数控机床反向间隙检测、补偿方法进行阐述并绘制流程图,以LNC-M520H系统为例讲解软件补偿步骤。

基于数控机床的噪声不确定度评定

以数控机床为测试对象,分析了噪声测量过程中的不确定度来源,建立了数学模型,详细介绍了标准不确定度、合成不确定度、扩展不确定度评定方法,为数控机床噪声声压级的精确测量提供重要的理论依据。

数控机床中电气隔离技术分析及应用

通过对数控机床系统常见故障进行分析,得出电磁干扰对其运动控制系统的影响。采用电气隔离可以有效消除数控机床中的电磁干扰,并探讨了电气隔离原理及应用。

主轴全姿态动态回转精度检测方法及其性能研究

主轴回转精度是数控机床的关键动态性能指标,由主轴回转引起的误差是影响加工零件形状、位置精度的主要因素之一。面向复杂工业环境下的精密机床主轴,提出一种基于角度触发的主轴全姿态动态回转精度快速测量方法,去除主轴角速度波动及测量基准形状误差对测量结果的影响,基于多线程技术实现主轴全姿态动态回转精度的一站式测量。最终,以一台五轴加工中心为测量对象,应用该试验装置与商用成熟的主轴回转误差分析仪进行实验室比对,径向运动误差评定结果差值小于2%,满足精密主轴全姿态动态回转精度检测需求。且系统具有定角度触发采集功能,在精密机床主轴测试评价、主轴单元精度提升研制以及故障诊断领域具有较好的应用前景。

角位置误差对回转误差测量的影响规律研究

由于编码器误差、安装误差、电机转矩波动以及环境扰动等不确定因素的存在,会造成旋转轴线转动速度波动从而带来动态角位置误差,而角位置误差会造成位移传感器产生测量误差,进而导致旋转轴线径向回转误差分离结果不准确。为识别角位置误差对旋转轴线回转误差测量的影响规律,首先,分析基于反转法的超精密径向回转误差测量原理,识别角位置误差对回转误差的影响机制;然后,建立角位置误差对传感器位移测量影响的数学模型,获得角度位置与位移测量误差之间的关系;接着,仿真分析角位置误差对位移测量误差和对径向回转误差分离结果的影响;最后,在一台标称回转误差为50 nm的超精密转台上进行试验验证。仿真结果和试验结果表明:标准球圆度误差及径向回转误差的测量误差将随着角位置误差的增大而增大,且对标准球圆度误差的影响较为显著。

双测头直线度误差分离法影响因素分析

进行双测头直线度测量法影响因素分析对测量系统关键参数优化和精度提升具有重要意义,因此文章首先根据双测头直线度测量原理搭建直线度在位测量系统;随后根据测量系统结构,建立考虑传感器的安装间距和调零误差、环境噪声、试件的安装误差和复杂程度等因素的双测头直线度测量精度仿真分析系统,并全面地分析了上述因数对双测头直线度误差分离精度的影响规律;在此基础上,根据因素分析结论对测量系统传感器安装间距、低通滤波截止频率、试件安装误差等系统参数进行优化,以保证测量系统的测量精度,并对因素分析结论进行验证。

高性能电主轴综合性能集成测试系统研制

采用直驱方式传动的电主轴传动链短,具有调速性能好和精度高的特点,在数控机床上得到普遍应用。传统电主轴性能检测偏重于静态特性,对动态特性关注度不足。以加工中心高性能电主轴为测试对象,搭建了综合性能测试平台。介绍了动态回转误差的评定和测试方法,获得了不同转速下电主轴径向和轴向的回转误差。采用在线均值滤波和离线无限冲击响应低通滤波分离电主轴回转误差和偏心量得到电主轴热变形,获得了同商业热效应测试仪器可比的测试精度。研制了基于电力测功机的调速负载特性测试系统,获得了电主轴的机械特性和电流曲线。利用模态试验系统获得了电主轴径向和轴向的频率特性曲线及对应的固有频率。

基于反转法的超精密气体主轴回转精度测量不确定度研究

为了评定超精密主轴回转精度准确度测量结果的分散性,在自主研发的气体静压主轴回转精度测试平台上进行了反转法测试,通过试验分析了影响测量结果的各不确定度因素及其相互影响关系,并提出了综合评估测量不确定度的完整流程。评定结果可作为仪器精度的现场评估、分析环境变化以及人员操作等对测量结果影响的依据,并为提高综合测量精度提供方向指导。

激光跟踪仪测量工业机器人位置距离准确度的不确定度研究

为了评定工业机器人位置距离准确度测量结果的分散性,在研究激光跟踪仪的测量原理和工业机器人位置距离准确度测量方法的基础上,分析了影响测量结果的各不确定度因素及其相互影响关系,提出了综合评估测量不确定度的方法。结果表明该方法分析结果可靠。评定结果可作为仪器精度的现场评估、不同测量仪器的现场测量精度比较以及分析环境变化、人员操作等对测量结果影响的依据,并为提高综合测量精度提供方向指导。

基于有限元对电火花放电加工中钕铁硼材料温度场的研究

采用有限元软件ANSYS通过对电火花加工钕铁硼材料过程中的温度场建立模型,获得其温度场分布图以及熔池的尺寸与大小,预测了电蚀坑大小。这为日后在实际加工中优化加工参数,提高加工效率提供参考。

改性纳米氧化锆与水性聚氨酯复合涂层的防腐蚀性能

为了改进纳米氧化锆(ZrO_2)在涂料中的分散性,以丙酮为介质,用3-氨基丙基三甲氧基硅烷(APS)对纳米ZrO_2进行了改性,并在镀锡板表面制备了改性纳米ZrO_2/水性聚氨酯(WPU)复合涂层。通过扫描电镜、原子力显微镜、红外光谱、电化学测试、盐雾腐蚀、附着力测试等技术,研究了WPU与不同含量改性纳米ZrO_2复合涂层的防腐蚀性能。结果表明:改性纳米ZrO_2的含量为0.2%(质量分数)时,在WPU中的团聚现象消失,分散性良好,该复合涂层具有优良的耐蚀性和较大的附着力。

皮带输送机上煤样自动采集装置的设计

针对人工采样存在采样不准确、采样劳动强度高的缺点,设计了一种用于皮带输送机中部的煤样自动采集装置。从整体结构、采样铲设计、采样装置工作流程等方面进行了介绍,并且设计了五托辊支架,解决了采样铲运行轨迹与皮带弧度的不重合问题。系统的设计减少了人工煤样采集工作强度,保证了采样数据的完整性和准确性,同时可以为类似的颗粒自动采样提供一定的参考价值。

基于SOA-ELM的手部动作识别方法实验研究

为提高人体手部动作识别率,利用搜寻者优化算法(SOA)的全局搜索最优解原理和极限学习机(ELM)处理非线性关系的能力,提出一种基于搜寻者优化算法优化极限学习机(SOA-ELM)的手部动作识别方法。首先,采集内翻、外翻、握拳、展拳等4种手部动作的表面肌电信号,提取4种表面肌电信号的积分肌电值和均方根值,将其作为特征值;然后,利用这些特征值对ELM进行训练,采用SOA搜寻ELM的最优输入层权值和隐含层节点阈值;最后,采用经SOA优化的ELM对4种手部动作进行识别。实验结果表明,SOA-ELM比粒子群优化极限学习机(PSO-ELM)能更有效地对4种手部动作进行识别。

带标准分度转台的激光角度干涉仪的不准直误差模型

为了探讨带标准分度转台的激光角度干涉仪在测量过程中的安装不准直误差对测量结果的影响,在分析回转轴转角误差测量原理的基础上,根据测量光路的几何特征变化规律,提出测量系统的不准直误差模型。研究不准直误差变化对转角误差测量结果的影响,明确了为保证最终测量结果的精度在±1″内宜采取的误差控制措施。通过与自准直仪配合高精度多面棱体方法进行比对实验,并利用不准直误差模型对测量结果进行修正后,可以将测量结果的最大差值减小为-0.52″。结果表明所建立的误差模型的正确性,在准确评估和提高测量系统的精度上有一定的推广价值。

电主轴调速负载特性测试装置及方法

为了实现高速电主轴调速负载特性测试,准确获取高速电主轴功率-转矩-转速三者之间的关系,搭建了一种基于电力测功机的电主轴调速负载特性测试系统,开展了电主轴稳定可靠运行下的机械特性和负载特性研究,通过研究电主轴负载在额定功率范围内的负载点选取及在不同测试频率下的测试模式,确定了电主轴调速负载特性测试参数,建立了包括负载调节、转速调节、数据采集和数据处理与分析方法等具体规定的电主轴测试规范。通过实例验证了电主轴调速负载特性测试系统及方法的适宜性和准确性。

自研角度计量转台在圆分度器件校准中的应用

为了实现亚角秒级圆分度器件的高精度校准,建立了基于角度计量转台和自准直仪的角度测量系统,研究了基于无实物基准的圆分度误差检测方法和控制测量系统引入误差的策略。简要介绍了基于真空预载气浮支承和超声马达驱动的自研转台的结构,搭建了整个测量系统。利用圆封闭原理和最小二乘原理分析了圆分度误差的测量算法,讨论了测量过程的误差来源,并分析了抑制各误差源的方法。最后,在构建的测量系统上测量了多齿分度台的圆分度误差,并对测量不确定度进行了分析。实验结果表明:自研计量转台和被校多齿分度台的最大圆分度误差分别为0.12″和0.15″,测量不确定度为0.05″(k=2)。通过比对,表明测量系统能够实现亚角秒级圆分度误差的高精度校准。